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第 14 讲 金属材料和金属的冶炼
01 了解金属的性质与金属冶炼的关系，知道金属铝、镁的提取方法。
02 了解合金的概念及金属材料的重要应用。
考点一：金属冶炼的一般方法　金属材料
重点·夯基易错
1．金属冶炼的一般方法
(1)金属在自然界中的存在
(2)金属冶炼的实质
金属的冶炼过程就是把金属从化合态还原为游离态的过程，即 Mn＋＋ne－===M(写反应通式，用 M 表示金
属)。
(3)金属冶炼的方法
例如下列金属的冶炼(用化学方程式表示)
2．合金的概念及性能
3．常见的金属材料
(1)分类
(2)几种常见的合金
1．金属钠的冶炼用电解熔融的 NaCl，则金属铝的冶炼也用电解熔融的 AlCl3(　　)
2．CuO 是黑色固体，与水反应生成 Cu(OH)2(　　)
3．CuSO4·5H2O 失去结晶水属于物理变化(　　)
4．合金材料中不可能含有非金属元素(　　)
5．合金的硬度一般大于成分金属，而熔点一般低于成分金属(　　)
【答案】　1.×　2.×　3.×　4.×　5.√
方法·规律总结
1．冶炼铜的“两方法”
(1)湿法炼铜：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。
(2)高温炼铜：工业上用高温冶炼黄铜矿的方法获得铜(粗铜)：
℃
2CuFeS2＋4O2 ==
80=0 == Cu2S＋3SO2＋2FeO(炉渣)
=1= 2=00=
℃
2Cu2S＋3O2 = 2Cu2O＋2SO2
=1= 2=00
℃
2Cu2O＋Cu2S == 6Cu＋SO2↑
粗铜中铜的含量为 99.5%～99.7%，主要含有 Ag、Zn、Fe、Au 等杂质，粗铜通过电解精炼可得到纯度达
99.95%～99.98%的铜。电解精炼铜的原理是用粗铜作阳极，失电子变为 Cu2＋，用纯铜作阴极即可得精铜。
2．铜及其常见化合物的颜色
物质 颜色 物质 颜色
Cu 紫红色 CuSO4 白色
CuO 黑色 CuSO4·5H2O 蓝色
Cu2O 砖红色 Cu2(OH)2CO3 绿色
Cu2S 黑色 Cu(OH)2 蓝色
点拨·能力培养
1．下列金属材料中，最适合制造飞机外壳的是(　　)
A．镁铝合金 B．铜合金
C．碳素钢 D．铜锡合金
【答案】　A
【解析】　由于镁铝合金的密度小，强度大，机械性能好，适合制造飞机外壳，故选 A 项。
2．金属的冶炼一般用热分解法、热还原法和电解法，选用冶炼方法的依据主要是(　　)
A．金属在自然界里存在的形式
B．金属元素在地壳中的含量
C．金属阳离子得电子的能力
D．金属熔点的高低
【答案】　C
【解析】不同的金属有不同的冶炼方法，金属的冶炼方法是根据金属的活动性强弱确定，即根据金属阳离
子得电子的能力确定，与其在自然界中的含量多少、熔点高低以及存在形式没有太大的关系，故 C 项正确。
3．不同的金属在冶炼方法上也有所不同，下列说法正确的是(　　)
A．钒、铬、锰、铁等难熔金属通常采用铝热法炼制
B．铝及其合金是电气、工业、家庭广泛使用的材料，是因为铝的冶炼方法比较简单
C．由于钠、镁、铝等金属化学性质太活泼，人们通常采用电解熔融状态下的氯化物的方式来获取它们的单
质
D．炼铁时加入的焦炭除了提供热量外，还用来制造还原剂一氧化碳
【答案】　D
【解析】　A 项，铁用 CO 还原法炼制，错误；B 项，是因为 Al 有良好的性能，才被广泛使用，错误；C
项，氯化铝是共价化合物，熔融时不导电，工业上用电解氧化铝的方法制取铝，错误；D 项，高炉炼铁中
焦炭的作用为与氧气反应产生热量和制造还原剂一氧化碳，正确。
真题·明考向
1．（2022·福建·高考真题）用铬铁合金(含少量Ni、Co单质)生产硫酸铬的工艺流程如下：
下列说法错误的是
A．“浸出”产生的气体含有H2 B．“除杂”的目的是除去Ni、Co元素
C．流程中未产生六价铬化合物 D．“滤渣 2”的主要成分是Fe2 C2O4 3
【答案】D
【分析】由流程可知，加入稀硫酸溶解，生成气体为氢气，溶液中含Ni2+、Co2+、Cr3+、Fe2+ 加入 Na2S 分离
出滤渣 1 含 CoS 和 NiS，Cr3+、Fe2+ 不会沉淀，再加入草酸除铁生成 FeC2O4，过滤分离出硫酸铬，以此来
解答。
【解析】A．四种金属均与稀硫酸反应生成 H2，A 正确；
B．共有四种金属，由流程可知，沉铁后分离出硫酸铬，则“除杂"的目的是除去 Ni、Co 元素，B 正确；
C．由上述分析可知，流程中未产生六价铬化合物，C 正确；
D．“滤渣 2”的主要成分是 FeC2O4，D 错误；
故本题选 D。
2．（2021·河北·高考真题）“灌钢法”是我国古代劳动人民对钢铁冶炼技术的重大贡献，陶弘景在其《本草经
集注》中提到“钢铁是杂炼生鍒作刀镰者”。“灌钢法”主要是将生铁和熟铁(含碳量约 0.1%)混合加热，生铁熔
化灌入熟铁，再锻打成钢。下列说法错误的是
A．钢是以铁为主的含碳合金
B．钢的含碳量越高，硬度和脆性越大
C．生铁由于含碳量高，熔点比熟铁高
D．冶炼铁的原料之一赤铁矿的主要成分为 Fe2O3
【答案】C
【解析】A．钢是含碳量低的铁合金，故 A 正确；
B．钢的硬度和脆性与含碳量有关，随着含碳量的增大而增大，故 B 正确；
C．由题意可知，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢，说明生铁的熔点低于熟铁，故 C 错误；
D．赤铁矿的主要成分是 Fe2O3，可用于冶炼铁，故 D 正确；
故选 C。
考点二：铝、镁的提取
重点·夯基易错
1．铝及其化合物的性质
写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：
①
点燃
②2Al＋3Cl2 === == 2AlCl3；
③
④2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH) －4] ＋3H2↑；
高温
⑤2Al＋Fe2O3 === == 2Fe＋Al2O3(铝热反应)。
2．由铝土矿冶炼铝的流程
铝土矿主要成分为 Al2O3，含有少量 SiO2、Fe2O3等杂质。
方案一：碱溶法
①③中相关反应的离子方程式为
①Al O ＋2OH－2 3 ＋3H2O===2[Al(OH)4]－，
SiO2＋2OH－===SiO2－3 ＋H2O。
③[Al(OH) ]－＋CO ===Al(OH) ↓＋HCO－4 2 3 3 ，SiO2－3 ＋2CO2＋2H2O===H2SiO3↓＋2HCO－3 。(实际生产中，硅元
素转化为硅铝酸钠沉淀)
方案二：酸溶法
①②中相关反应的离子方程式为
①Al ＋ 3＋2O3＋6H ===2Al ＋3H2O，
Fe2O ＋6H＋3 ===2Fe3＋＋3H2O。
②Al3＋＋4OH－===[Al(OH) －4] ，
Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓。
3．镁的提取
(1)从海水中提取镁的流程
主要化学反应：
高温
①制石灰乳：CaCO3 === == CaO＋CO2↑、CaO＋H2O===Ca(OH)2；
②沉淀 Mg2＋：Mg2＋＋Ca(OH)2===Mg(OH)2＋Ca2＋；
==H
=Cl③制备 MgCl2：Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O、MgCl2·6H2O △ == MgCl2＋6H2O；
通电
④电解 MgCl2：MgCl2(熔融) === == Mg＋Cl2↑。
(2)镁的重要化合物
①氧化镁：白色粉末状固体，难溶于水，属于碱性氧化物，与盐酸反应的离子方程式为 MgO＋2H＋===Mg2＋＋
H2O。
②氢氧化镁：白色固体，难溶于水，中强碱，与盐酸反应的离子方程式为 Mg(OH) ＋2H＋===Mg2＋2 ＋2H2O。
△
特别提醒　氢氧化镁的溶解度小于碳酸镁，能发生反应：MgCO3＋H2O === == Mg(OH)2＋CO2↑，镁元素
在水垢中的存在形式是 Mg(OH)2。
1．MgO 与 Al 粉的混合物也可称为铝热剂(　　)
2．Al2O3的熔点高，可作耐高温材料，实验室可用氧化铝坩埚熔化 NaOH、Na2CO3固体等(　　)
3．铝和酸反应时，氧化剂是酸，铝和碱反应时，氧化剂是碱(　　)
4．氢氧化铝可作胃酸的中和剂(　　)
5．在加热情况下利用 H2还原 Al2O3的方法得到金属铝(　　)
6．明矾可作净水剂，起到杀菌消毒的作用(　　)
7．加热 MgCl2溶液最终可制得 MgCl2固体(　　)
8．工业上冶炼金属镁也可以采用电解熔融 MgO 的方法(　　)
9．在 Mg(HCO3)2溶液中加入足量的 Ca(OH)2溶液，最终得到的沉淀是 MgCO3和 CaCO3(　　)
【答案】　1.×　2.×　3.×　4.√　5.×　6.×　7．×　8.×　9.×
方法·规律总结
(1)镁、铝的特殊化学性质
①铝是活泼金属，但抗腐蚀性能强，原因是常温下 Al 与 O2 反应生成一层致密的氧化物薄膜而防止内部金
属进一步被氧化。铝能与酸(H＋)反应，是属于活泼金属的通性；铝能与碱溶液反应，是铝表现出来的特殊性。
②铝与某些金属氧化物可发生铝热反应，铝热反应可用于焊接金属、冶炼高熔点的贵重金属，但 Al 与 MgO
不能发生铝热反应，原因是 Mg 的活泼性强于 Al。
③镁在空气中燃烧除了与 O2反应产生 MgO 外，还与 N2反应产生 Mg3N2，与 CO2反应生成 C 和 MgO。
④由于 Mg 能够在 CO2中燃烧，所以镁着火时不能用干冰灭火器和泡沫灭火器灭火。
(2)铝与酸、碱反应生成氢气的量的关系
①等物质的量的 Al 分别与足量的非氧化性酸(H＋)和碱(OH－)反应，生成 H2的物质的量之比为 1︰1，消耗 H
＋和 OH－的物质的量之比为 3︰1。
②足量的 Al 分别与含等物质的量的 H＋和 OH－的溶液反应，生成 H2的物质的量之比为 1︰3。
1 V H2 HCl
③等质量的铝分别与等物质的量的强酸和强碱溶液反应，若两种反应产生 H2 的体积之比为 < <1，3 V H2 NaOH
则说明与酸反应时，Al 过量、H＋不足；而与碱反应时，Al 不足、OH－过量。
(3)能与铝反应生成 H2的溶液，可能是酸性溶液，也可能是碱性溶液。
(4)等质量的铝与足量的酸或碱溶液反应，生成 H2的量相同。
(5)等物质的量的酸和碱与足量的铝反应，生成 H2的量由酸和碱的物质的量决定。
点拨·能力培养
1．下列关于铝的化合物的说法错误的是(　　)
A．氧化铝俗名为刚玉，是高温耐火材料
B．KAl(SO4)2·12H2O 溶于水可形成 Al(OH)3胶体，可以净水
C．Al3＋和[Al(OH) ]－4 两种离子不能大量共存于同一溶液中
D．将 AlCl3溶液滴入浓氨水中的离子方程式：Al3＋＋4NH3·H2O===[Al(OH)4]－＋4NH＋4
【答案】　D
【解析】　将 AlCl3溶液滴入浓氨水中，生成氢氧化铝沉淀，D 错误。
真题·明考向
1．（2023·浙江·高考真题）物质的性质决定用途，下列两者对应关系不正确的是
A．铝有强还原性，可用于制作门窗框架
B．氧化钙易吸水，可用作干燥剂
C．维生素 C 具有还原性，可用作食品抗氧化剂
D．过氧化钠能与二氧化碳反应生成氧气，可作潜水艇中的供氧剂
【答案】A
【解析】A．铝用于制作门窗框架，利用了铝的硬度大、密度小、抗腐蚀等性质，而不是利用它的还原性，
A 不正确；
B．氧化钙易吸水，并与水反应生成氢氧化钙，可吸收气体中或密闭环境中的水分，所以可用作干燥剂，B
正确；
C．食品中含有的 Fe2+等易被空气中的氧气氧化，维生素 C 具有还原性，且对人体无害，可用作食品抗氧化
剂，C 正确；
D．过氧化钠能与二氧化碳反应生成氧气，同时可吸收人体呼出的二氧化碳和水蒸气，可作潜水艇中的供氧
剂，D 正确；
故选 A。
2．（2021·浙江·高考真题）下列说法不正确的是
A．铁粉与氧化铝发生的铝热反应可用于焊接铁轨
B．镁燃烧会发出耀眼的白光，可用于制造信号弹和焰火
C．熟石膏与水混合成糊状后能很快凝固，常用于制作模型和医疗石膏绷带
D．工业上可用氨水消除燃煤烟气中的二氧化硫
【答案】A
【解析】A．铝粉与氧化铁发生铝热反应时放出大量的热，因此，生成的铁是液态的，其可以将两段铁轨焊
接在一起，故其可用于焊接铁轨，但是，铁粉与氧化铝不能发生铝热反应，A 说法不正确；
B．镁燃烧会发出耀眼的白光，可以照亮黑暗的夜空和地面，因此，其可用于制造信号弹和焰火，B 说法正
确；
C．粉末状的熟石膏与水混合成糊状后能很快凝固转化为坚固的块状生石膏，因此，其常用于制作模型和医
疗石膏绷带，C 说法正确；
D．二氧化硫属于酸性氧化物，其可以与碱反应生成盐和水，而氨水属于碱性的溶液，因此，工业上可用氨
水吸收燃煤烟气中的二氧化硫从而削除污染，D 说法正确。
综上所述，本题选 A。
演练·提能力
1．镁铝合金质优体轻，又不易锈蚀，被大量用于航空工业、造船工业、日用化工等领域。下列关于镁铝合
金性质的叙述中，正确的是(　　)
A．此合金的熔点比镁和铝的熔点都高
B．此合金能全部溶解于稀盐酸中
C．此合金能全部溶解于氢氧化钠溶液中
D．此合金的硬度比镁和铝的硬度都小
【答案】　B
【解析】　镁铝合金的熔点比它的各成分金属的熔点低，硬度比它的各成分金属的硬度大，合金的化学性
质与各成分金属的化学性质基本相同。
2．（2019·天津·高考真题）下列有关金属及其化合物的不合理的是
A．将废铁屑加入FeCl2 溶液中，可用于除去工业废气中的Cl2
B．铝中添加适量锂，制得低密度、高强度的铝合金，可用于航空工业
C．盐碱地（含较多Na2CO3等）不利于作物生长，可施加熟石灰进行改良
D．无水CoCl2呈蓝色，吸水会变为粉红色，可用于判断变色硅胶是否吸水
【答案】C
【解析】A、氯气能将铁和亚铁氧化；
B、根据合金的性质判断；
C、Na2CO3＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋2NaOH，产物仍然呈碱性；
D、利用无水氯化钴和氯化钴晶体的颜色不同。
【解析】A、铁和亚铁能将氯气还原为氯离子，从而除去工业废气中的氯气，故 A 不选；
B、根据铝合金的性质，铝合金具有密度低、强度高，故可应用于航空航天等工业，故 B 不选；
C、Na2CO3＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋2NaOH，产物仍然呈碱性，不能改变土壤的碱性，反而使土壤更板结，故
C 选；
D、利用无水氯化钴和氯化钴晶体的颜色不同，故可根据颜色判断硅胶中是否能吸水，故 D 不选。
故选 C。
3．地球上的金属矿物资源是有限的，强力推进“富矿精开”显得尤为重要，下图是由某铝土矿(主要成分为
Al2O3 )冶炼铝的流程示意图(部分设备和原料已省略)，下列说法正确的是
电解
A．电解的方程式为Al2O3 2Al + O3
冰晶石
B．该铝土矿中Al2O3的质量分数为 50%
C．该流程电解铝过程中铝的损失率约为 5.6%
D．该流程能耗是回收铝质饮料罐得到铝能耗的约 3% 5%
【答案】C
电解
【解析】A．电解氧化铝的方程式为 2Al2O3 4Al + 3O2 ，故 A 错误；
冰晶石
B．4 吨铝土矿一系列流程能够得到 2 吨氧化铝，流程中会有一定损失，则该铝土矿中Al2O3的质量分数大
于 50%，故 B 错误；
2Al2O3 = 4Al + 3O2 0.059kg
C. 204 108 x 1.059kg ，实际得到 1kg 蠢纯铝，则损失率约为 100% 5.6%1.059kg ，
2kg x
故 C 正确；
D．该流程需要电解铝，其能耗比回收饮料罐得到铝的能耗高，故 D 错误；
故选 C。
4． 下列常见金属的冶炼原理不合理的是
电解
A．电解法冶炼金属铝： 2AlCl3(熔融) 2Al+3Cl2↑
电解
B．电解法冶炼金属钠： 2NaCl(熔融) 2Na+Cl2
D
C．加热法冶炼金属汞： 2HgO 2Hg+O2
高温
D．热还原法冶炼金属铁：Fe2O3 +3CO 2Fe+3CO2
【答案】A
【解析】A．氯化铝是共价化合物，熔融状态下不能导电，应电解熔融的氧化铝得到 Al，
电解
2Al2O3(熔融) 4Al+3O2↑，故 A 不合理；
电解
B．Na 为活泼金属，电解熔融氯化钠可得 Na： 2NaCl(熔融) 2Na+Cl2 ，故 B 合理；
D
C．Hg 为不活泼金属，通常直接加热氧化汞冶炼 Hg： 2HgO 2Hg+O2 ，故 C 合理；
高温
D．加入还原剂 CO 能将氧化铁还原为 Fe，反应方程式为：Fe2O3 +3CO 2Fe+3CO2 ，故 D 合理；
故选：A。
5． 金属的冶炼体现了人类文明的发展历程，下列关于金属冶炼的说法不正确的是
A．不活泼金属如铂、金等，在自然界中可以以单质的形态存在，可以采用物理方法提纯
B．高炉炼铁原料为石灰石、焦炭和赤铁矿，是利用碳单质还原 Fe2O3的反应产生纯铁
C．冶炼金属铝时要加入冰晶石，其目的是降低氧化铝的熔点
D．电解熔融的 NaCl 获得金属 Na
【答案】B
【解析】A．铂、金等不活泼金属以游离态存在于自然界，故用物理方法进行分离，A 正确；
B．用焦炭和空气反应产生的 CO 在高温下还原铁矿石中铁的氧化物得到单质 Fe，实际起还原作用的是
CO，B 错误；
C．电解熔融氧化铝制得金属，加入冰晶石目的是降低氧化铝的熔点，C 正确；
D．熔融的 NaCl 是离子化合物，可通过电解熔融的 NaCl 获得金属 Na，D 正确；
故选 B。
6． 足量下列物质与相同质量的铝反应，放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是
A．氢氧化钠溶液 B．稀硫酸 C．盐酸 D．稀硝酸
【答案】A
【解析】假设反应都产生 3mol 氢气，则：
A．2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑反应产生 3mol 氢气，会消耗 2mol NaOH；
B．2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑，反应产生 3mol 氢气，需消耗 3mol 硫酸；
C．2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑，反应产生 3mol 氢气，需消耗 6mol HCl；
D．由于硝酸具有强的氧化性，与铝发生反应，不能产生氢气；
故反应产生等量的氢气，消耗溶质的物质的量最少的是氢氧化钠溶液；选项 A 正确。
7．（2022·海南·高考真题）依据下列实验，预测的实验现象正确的是
选项 实验内容 预测的实验现象
A MgCl2 溶液中滴加 NaOH 溶液至过量 产生白色沉淀后沉淀消失
B FeCl2 溶液中滴加 KSCN 溶液 溶液变血红色
C AgI 悬浊液中滴加 NaCl 溶液至过量 黄色沉淀全部转化为白色沉淀
D 酸性KMnO4 溶液中滴加乙醇至过量 溶液紫红色褪去
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【解析】A．MgCl2溶液中滴加 NaOH 溶液至过量，两者发生反应产生白色沉淀，白色沉淀为氢氧化镁，氢
氧化镁为中强碱，其不与过量的 NaOH 溶液发生反应，因此，沉淀不消失，A 不正确；
B．FeCl 溶液中滴加 KSCN 洛液，溶液变血红色，实验室通常用这种方法检验的 Fe3+3 存在；FeCl2溶液中滴
加 KSCN 洛液，溶液不变色，B 不正确；
C．AgI 的溶解度远远小于 AgCl，因此，向 AgI 悬浊液中滴加 NaCl 溶液至过量，黄色沉淀不可能全部转化
为白色沉淀，C 不正确；
D．酸性 KMnO4溶液呈紫红色，其具有强氧化性，而乙醇具有较强的还原性，因此，酸性 KMnO4溶液中滴
加乙醇至过量后溶液紫红色褪去，D 正确；
综上所述，依据相关实验预测的实验现象正确的是 D，本题选 D。
8． 有一镁铝合金共 21 g，把其加入 1 L 5 mol L -1的盐酸中，共收集到标准状况下的气体 22.4 L，下列说法
正确的是(不考虑溶液体积的变化和盐酸的挥发)
A． n Al :n Mg =3:2
B．反应后溶液中的 c HCl =3 mol L -1
C．上述反应中仅涉及 2 种基本反应类型的反应
D．常温下，该合金能完全溶解在足量的 NaOH 溶液中
【答案】B
【解析】A．设 Mg、Al 的物质的量分别为 a mol、b mol，由质量守恒可知： 24a + 27b = 21；由电子得失守
恒可知： 2a + 3b
1 1
= 2，联立两式，可求得 a = ，b = ，故 n Al :n Mg =2:3，A 错误；
2 3
B．反应生成 1mol 氢气，由 H 原子守恒可知，需要消耗 2molHCl，剩余 HCl 为 3mol,溶液体积为 1L，则反
应后溶液中的 c(HCl)=3mol L-1，故 B 正确；
C．只发生置换反应，故 C 错误；
D．常温下，镁不能溶解在 NaOH 溶液中，故 D 错误。
答案选 B。
9．工业上由黄铜矿(主要成分为 CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下：
(1)气体 A 中的大气污染物可选用下列试剂中的______(填字母)吸收。
a．浓硫酸 b．稀硝酸
c．NaOH 溶液 d．氨水
(2)由泡铜冶炼粗铜的化学方程式为_______________________________________________。
(3)以 CuSO4 溶液为电解质溶液进行粗铜(含 Al、Zn、Ag、Pt、Au 等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是
________(填字母)。
a．电能全部转化为化学能
b．粗铜接电源正极，发生氧化反应
c．溶液中 Cu2＋向阳极移动
d．从阳极泥中可回收 Ag、Pt、Au 等金属
(4)利用反应 2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O 可制备 CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反
应式为_________________________________________________。
高温
【答案】　(1)cd　(2)3Cu2O＋2Al === == Al2O3＋6Cu
(3)bd　(4)4H＋＋O2＋4e－===2H2O
【解析】　(1)气体 A 中的大气污染物为 SO2，可以用 NaOH 溶液或氨水吸收。(3)电解精炼铜的过程中，电
能转变为化学能的同时，部分电能也转化为热能，a 错；电解精炼粗铜时，粗铜作阳极，与电源正极相连，
发生氧化反应，b 对；电解过程中 Cu2＋向阴极移动，c 错；粗铜中 Ag、Pt、Au 的放电能力比铜弱，形成阳
极泥，可以回收，d 对。(4)根据总反应，O2发生还原反应，因此正极反应式为 O ＋4H＋2 ＋4e－===2H2O。
10．铝是中学化学学习阶段的唯一一种既能与酸(非氧化性酸)反应又能与强碱溶液反应放出 H2 的金属，就
铝的这一特殊性质，回答下列问题：
(1)等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，所得 H2的体积之比是________。
(2)足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的盐酸和氢氧化钠溶液中，产生 H2 的体积之比是
________________________________________________________________。
(3)足量的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓度的 HCl、NaOH 溶液中，二者产生的 H2相等，则 HCl
和 NaOH 的物质的量浓度之比是____________。
(4)甲、乙两烧杯中各盛有 100 mL 3 mol·L－1 的盐酸和 NaOH 溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反
应 结 束 后 ， 测 得 生 成 的 气 体 体 积 比 为 V( 甲 )∶V( 乙 ) ＝ 1∶2 ， 则 加 入 铝 粉 的 质 量 为
_______________________________________________________________(填字母)。
A．5.4 g B．3.6 g C．2.7 g D．1.8 g
【答案】　(1)1∶1　(2)1∶3　(3)3∶1　(4)A
【解析】　(1)根据化学方程式：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑，
得 Al 与 H2的关系式均为 2Al～3H2，故只要参加反应的 Al 的量相等，所得 H2的量必相等。
(2)因为在反应中 Al 过量，产生的 H2 由 HCl 和 NaOH 的量决定。根据化学反应中的关系式：6HCl～3H2、
2NaOH～3H2，故当 HCl、NaOH 的物质的量相等时，二者产生 H2的体积比为 1∶3。
(3)因为铝足量且产生 H2 的量相等，根据关系式 n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1，又因为两溶液体积相等，故
c(HCl)∶c(NaOH)＝n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1。
(4)当参加反应的 HCl 和 NaOH 的物质的量一样多时，产生 H2 的体积比是 1∶3，而题设条件体积比为 1∶2，
说明此题投入的铝粉对盐酸来说是过量的，而对于 NaOH 来说是不足的。
2Al　＋　6HCl　===　2AlCl3＋　　3H2↑
　　　　6 mol　　　　　　　　　　3 mol
　　　　3 mol·L－1×0.1 L　　　　　0.15 mol
则 Al 与 NaOH 反应生成的 H2为 0.15 mol×2＝0.3 mol。
2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑
2×27 g　　　　　　　　　　　　　　　3 mol
5.4 g　　　　　　　　　　　　　　　　0.3 mol
即投入的铝粉为 5.4 g。
11．从海水中提取镁的工艺流程如图所示：
回答下列问题：
(1)海水通过结晶、过滤得到的固体物质主要是________(填化学式)。
【答案】　NaCl
(2)怎样使 MgCl2·6H2O 失去晶体水，得到 MgCl2
________________________________________________________________________。
【答案】　将晶体置于 HCl 气体氛围中脱水
(3)上述工艺流程涉及到的四大基本反应类型有
________________________________________________________________________。
【答案】　化合反应、分解反应、复分解反应
(4)写出电解熔融 MgCl2的电极反应式：______________________________________。
【答案】　阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑，
阴极：Mg2＋＋2e－===Mg
12．利用铝灰(主要成分为 Al、Al2O3、AlN、FeO 等)制备铝鞣剂[主要成分为 Al(OH)2Cl]的一种工艺如下：
(1) 气 体 A 能 使 湿 润 的 红 色 石 蕊 试 纸 变 蓝 。 铝 灰 在 90 ℃ 时 水 解 生 成 A 的 化 学 方 程 式 为
_______________________________________________________________________________，“水解”采用
90 ℃而不在室温下进行的原因是_____________________________________。
(2)“酸溶”时，Al2O3发生反应的离子方程式为____________________________________。
(3)“氧化”时，发生反应的离子方程式为_________________________________________。
(4)“废渣”的成分为____________(填化学式)。
(5)采用喷雾干燥而不用蒸发的原因是_____________________________________________。
90 ℃
【答案】　(1)AlN＋3H2O === == Al(OH)3＋NH3↑
加快 AlN 水解的反应速率，降低 NH3在水中的溶解度，促使 NH3逸出
(2)Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O
(3)2Fe2＋＋2H＋＋ClO－===2Fe3＋＋Cl－＋H2O
(4)Fe(OH)3
(5)防止 Al(OH)2Cl 水解生成 Al(OH)3
13．铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为 Al2O3，含 SiO2和 Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺
流程如下：
注：SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。
(1)“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为： 。
(2)向“过滤 I”所得滤液中加入 NaHCO3溶液，溶液的 pH (填“增大”“不变”或“减小”)，发生反应的化
学方程式是 。
(3)“电解 I”是电解熔融 Al2O3，电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是 ，应该采取的措施
是 。
(4)电解熔融 Al2O3制备铝不用氯化铝的原因是 。
(5)铝粉在 1000℃时可与 N2 反应制备 AlN。在铝粉中添加少量 NH4Cl 固体并充分混合，有利于 AlN 的制备，
其主要原因是 。
【答案】(1)Al2O3＋2OH-=2 AlO-2 ＋H2O
(2) 减小 H2O＋NaAlO2＋NaHCO3=Al(OH)3↓＋Na2CO3
(3) 石墨电极被阳极上产生的 O2氧化 定期补充石墨
(4)氯化铝是共价化合物，熔融氯化铝以分子的形式存在
(5)NH4Cl 水解产生的 HCl 能够破坏 Al 表面的 Al2O3薄膜
【分析】（1）Al2O3为两性氢氧化物，在 NaOH 溶液中会溶解生成 NaAlO2；
（2）加入的 NaHCO3 与过量的 NaOH 反应，导致溶液的 pH 减小。酸性 HCO >Al(OH)3，根据强酸制取弱
酸的原理得 H2O＋NaAlO2＋NaHCO3=Al(OH)3↓＋Na2CO3；
（3）电解 Al2O3时生成 O2，O2会氧化石墨。应定期补充石墨；
（4）氯化铝是共价化合物，熔融氯化铝以分子的形式存在；
（5）NH4Cl 水解显酸性，H＋可以去除铝表面的氧化膜，使得 Al 更易与 N2反应。
【解析】（1）Al2O3为两性氢氧化物，在 NaOH 溶液中会溶解生成 NaAlO2，所以离子方程式为
Al2O3 +2OH
- =2AlO-2 +H2O；
（2）①加入的 NaHCO3与过量的 NaOH 反应，导致溶液的 pH 减小；
②酸性 HCO >Al(OH)3，根据强酸制取弱酸的原理 H2O＋NaAlO2＋NaHCO3=Al(OH)3↓＋Na2CO3，所以 pH
减小，反应的化学方程式是 H2O＋NaAlO2＋NaHCO3=Al(OH)3↓＋Na2CO3；
（3）①电解 Al2O3时生成 O2，O2会氧化石墨；
②所以应定期补充石墨；
（4）氯化铝是共价化合物，熔融氯化铝以分子的形式存在，没有离子存在，无法电解；
（5）NH4Cl 水解显酸性，H＋可以去除铝表面的氧化膜，使得 Al 更易与 N2反应。
14．镁及其合金是一种用途很广的金属材料，目前世界上 60%的镁是从海水中提取的，从海水制备金属镁
的流程如图所示：
(1)母液中除含有大量 MgCl2，还可能含有少量 NaCl，检测其中含钠元素的实验方法是 (填实验方
法名称)。
(2)由母液制得的 Mg(OH)2中混有 Ca(OH)2，向其中加入过量 MgCl2溶液，经充一系列操作可得较为纯净的
Mg(OH)2，写出该反应的化学反应方程式： 。
(3)己知工业上用 CaO 和水反应获得石灰乳，用电解饱和食盐水获得 NaOH。请说明，工业上制 Mg(OH)2用
石灰乳而不用 NaOH 和澄清石灰水的原因是： 。
(4)写出电解熔融 MgCl2制金属镁的化学方程式 。
(5)重结晶得到精盐的步骤有：溶解、 、 、洗涤、干燥(填写操作名称)。
(6)下列说法正确的是___________。
A．从海水到脱水后的氯化镁，是一个富集镁的过程
B．通过过滤操作得到 Mg(OH)2
C．得到 MgCl2·6H2O 可以通过蒸发结晶
D．海水提镁的过程涉及的均是非氧化还原反应
【答案】(1)焰色试验
(2)Ca(OH)2+MgCl2=Mg(OH)2↓+CaCl2
(3)用石灰乳原料易得，价格低廉
通电
(4)MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑
(5) 过滤 结晶
(6)AB
【分析】海水蒸发结晶析出粗盐，过滤得到母液，粗盐净化除杂，加水重结晶得到精盐，母液杂质加入石
灰乳沉淀镁离子生成氢氧化镁，过滤得到沉淀中加入盐酸得到氯化镁溶液，浓缩结晶得到氯化镁晶体，在
氯化氢气流中脱水得到氯化镁固体，电解熔融氯化镁生成金属镁；
【解析】（1）母液中除含有大量 MgCl2，还可能含有少量 NaCl，检测其中含钠元素的实验方法是利用焰色
试验，用铂丝蘸取待测溶液，放在酒精灯火焰上灼烧，出现黄色火焰证明含钠元素，故答案为：焰色试验；
（2）Mg(OH)2中混有 Ca(OH)2，向其中加入过量 MgCl2溶液，氢氧化钙和氯化镁发生复分解反应得到氢氧
化镁沉淀和氯化钙，该反应的化学反应方程式：Ca(OH)2+MgCl2=Mg(OH)2↓+CaCl2；
（3）工业上制 Mg(OH)2用石灰乳而不用 NaOH 和澄清石灰水的原因是：用石灰乳原料易得，价格低廉；
通电
（4）电解熔融 MgCl2制得金属镁和氯气，反应的化学方程式为：MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑；
（5）重结晶得到精盐的步骤有：溶解、过滤、结晶、洗涤、干燥；
（6）A. 从海水到脱水后的氯化镁，能提纯镁元素，是一个富集镁的过程，故 A 正确；
B. Mg(OH)2难溶于水，通过过滤操作得到 Mg(OH)2，故 B 正确；
C. 氯化镁中的镁离子易水解，在干燥的 HCl 气流中，抑制了 MgCl2水解，不能只通过蒸发结晶得到
MgCl2·6H2O，故 C 错误；
D. 海水提镁的电解过程，氯化镁电解生成单质镁，镁和氯元素化合价发生变化，涉及的是氧化还原反应，
故 D 错误；
故选 AB。第 14 讲 金属材料和金属的冶炼
01 了解金属的性质与金属冶炼的关系，知道金属铝、镁的提取方法。
02 了解合金的概念及金属材料的重要应用。
考点一：金属冶炼的一般方法　金属材料
重点·夯基易错
1．金属冶炼的一般方法
(1)金属在自然界中的存在
(2)金属冶炼的实质
金属的冶炼过程就是把金属从化合态还原为游离态的过程，即 Mn＋＋ne－===M(写反应通式，用 M 表示金
属)。
(3)金属冶炼的方法
例如下列金属的冶炼(用化学方程式表示)
2．合金的概念及性能
3．常见的金属材料
(1)分类
(2)几种常见的合金
1．金属钠的冶炼用电解熔融的 NaCl，则金属铝的冶炼也用电解熔融的 AlCl3(　　)
2．CuO 是黑色固体，与水反应生成 Cu(OH)2(　　)
3．CuSO4·5H2O 失去结晶水属于物理变化(　　)
4．合金材料中不可能含有非金属元素(　　)
5．合金的硬度一般大于成分金属，而熔点一般低于成分金属(　　)
方法·规律总结
1．冶炼铜的“两方法”
(1)湿法炼铜：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。
(2)高温炼铜：工业上用高温冶炼黄铜矿的方法获得铜(粗铜)：
800 ℃
2CuFeS2＋4O2 === == Cu2S＋3SO2＋2FeO(炉渣)
=1= 2=00
℃
2Cu2S＋3O2 == 2Cu2O＋2SO2
=1= 2=00
℃
2Cu2O＋Cu2S == 6Cu＋SO2↑
粗铜中铜的含量为 99.5%～99.7%，主要含有 Ag、Zn、Fe、Au 等杂质，粗铜通过电解精炼可得到纯度达
99.95%～99.98%的铜。电解精炼铜的原理是用粗铜作阳极，失电子变为 Cu2＋，用纯铜作阴极即可得精铜。
2．铜及其常见化合物的颜色
物质 颜色 物质 颜色
Cu 紫红色 CuSO4 白色
CuO 黑色 CuSO4·5H2O 蓝色
Cu2O 砖红色 Cu2(OH)2CO3 绿色
Cu2S 黑色 Cu(OH)2 蓝色
点拨·能力培养
1．下列金属材料中，最适合制造飞机外壳的是(　　)
A．镁铝合金 B．铜合金
C．碳素钢 D．铜锡合金
2．金属的冶炼一般用热分解法、热还原法和电解法，选用冶炼方法的依据主要是(　　)
A．金属在自然界里存在的形式
B．金属元素在地壳中的含量
C．金属阳离子得电子的能力
D．金属熔点的高低
3．不同的金属在冶炼方法上也有所不同，下列说法正确的是(　　)
A．钒、铬、锰、铁等难熔金属通常采用铝热法炼制
B．铝及其合金是电气、工业、家庭广泛使用的材料，是因为铝的冶炼方法比较简单
C．由于钠、镁、铝等金属化学性质太活泼，人们通常采用电解熔融状态下的氯化物的方式来获取它们的单
质
D．炼铁时加入的焦炭除了提供热量外，还用来制造还原剂一氧化碳
真题·明考向
1．（2022·福建·高考真题）用铬铁合金(含少量Ni、Co单质)生产硫酸铬的工艺流程如下：
下列说法错误的是
A．“浸出”产生的气体含有H2 B．“除杂”的目的是除去Ni、Co元素
C．流程中未产生六价铬化合物 D．“滤渣 2”的主要成分是Fe2 C2O4 3
2．（2021·河北·高考真题）“灌钢法”是我国古代劳动人民对钢铁冶炼技术的重大贡献，陶弘景在其《本草经
集注》中提到“钢铁是杂炼生鍒作刀镰者”。“灌钢法”主要是将生铁和熟铁(含碳量约 0.1%)混合加热，生铁熔
化灌入熟铁，再锻打成钢。下列说法错误的是
A．钢是以铁为主的含碳合金
B．钢的含碳量越高，硬度和脆性越大
C．生铁由于含碳量高，熔点比熟铁高
D．冶炼铁的原料之一赤铁矿的主要成分为 Fe2O3
考点二：铝、镁的提取
重点·夯基易错
1．铝及其化合物的性质
写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：
①
==点燃②2Al＋3Cl2 = == 2AlCl3；
③
④2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑；
==高温⑤2Al＋Fe2O3 = == 2Fe＋Al2O3(铝热反应)。
2．由铝土矿冶炼铝的流程
铝土矿主要成分为 Al2O3，含有少量 SiO2、Fe2O3等杂质。
方案一：碱溶法
①③中相关反应的离子方程式为
①Al2O3＋2OH－＋3H O===2[Al(OH) ]－2 4 ，
SiO ＋2OH－===SiO2－2 3 ＋H2O。
③[Al(OH) ]－4 ＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO－3 ，SiO2－3 ＋2CO2＋2H2O===H2SiO3↓＋2HCO－3 。(实际生产中，硅元
素转化为硅铝酸钠沉淀)
方案二：酸溶法
①②中相关反应的离子方程式为
①Al ＋ 3＋2O3＋6H ===2Al ＋3H2O，
Fe O ＋6H＋===2Fe3＋2 3 ＋3H2O。
②Al3＋＋4OH－===[Al(OH) ]－4 ，
Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓。
3．镁的提取
(1)从海水中提取镁的流程
主要化学反应：
高温
①制石灰乳：CaCO3 === == CaO＋CO2↑、CaO＋H2O===Ca(OH)2；
②沉淀 Mg2＋：Mg2＋＋Ca(OH)2===Mg(OH)2＋Ca2＋；
H Cl
③制备 MgCl2：Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O、MgCl2·6H2O ===△ == MgCl2＋6H2O；
通电
④电解 MgCl2：MgCl2(熔融) === == Mg＋Cl2↑。
(2)镁的重要化合物
①氧化镁：白色粉末状固体，难溶于水，属于碱性氧化物，与盐酸反应的离子方程式为 MgO＋2H＋===Mg2＋＋
H2O。
②氢氧化镁：白色固体，难溶于水，中强碱，与盐酸反应的离子方程式为 Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O。
△
特别提醒　氢氧化镁的溶解度小于碳酸镁，能发生反应：MgCO3＋H2O === == Mg(OH)2＋CO2↑，镁元素
在水垢中的存在形式是 Mg(OH)2。
1．MgO 与 Al 粉的混合物也可称为铝热剂(　　)
2．Al2O3的熔点高，可作耐高温材料，实验室可用氧化铝坩埚熔化 NaOH、Na2CO3固体等(　　)
3．铝和酸反应时，氧化剂是酸，铝和碱反应时，氧化剂是碱(　　)
4．氢氧化铝可作胃酸的中和剂(　　)
5．在加热情况下利用 H2还原 Al2O3的方法得到金属铝(　　)
6．明矾可作净水剂，起到杀菌消毒的作用(　　)
7．加热 MgCl2溶液最终可制得 MgCl2固体(　　)
8．工业上冶炼金属镁也可以采用电解熔融 MgO 的方法(　　)
9．在 Mg(HCO3)2溶液中加入足量的 Ca(OH)2溶液，最终得到的沉淀是 MgCO3和 CaCO3(　　)
方法·规律总结
(1)镁、铝的特殊化学性质
①铝是活泼金属，但抗腐蚀性能强，原因是常温下 Al 与 O2 反应生成一层致密的氧化物薄膜而防止内部金
属进一步被氧化。铝能与酸(H＋)反应，是属于活泼金属的通性；铝能与碱溶液反应，是铝表现出来的特殊性。
②铝与某些金属氧化物可发生铝热反应，铝热反应可用于焊接金属、冶炼高熔点的贵重金属，但 Al 与 MgO
不能发生铝热反应，原因是 Mg 的活泼性强于 Al。
③镁在空气中燃烧除了与 O2反应产生 MgO 外，还与 N2反应产生 Mg3N2，与 CO2反应生成 C 和 MgO。
④由于 Mg 能够在 CO2中燃烧，所以镁着火时不能用干冰灭火器和泡沫灭火器灭火。
(2)铝与酸、碱反应生成氢气的量的关系
①等物质的量的 Al 分别与足量的非氧化性酸(H＋)和碱(OH－)反应，生成 H2的物质的量之比为 1︰1，消耗 H
＋和 OH－的物质的量之比为 3︰1。
②足量的 Al 分别与含等物质的量的 H＋和 OH－的溶液反应，生成 H2的物质的量之比为 1︰3。
1 V H2 HCl
③等质量的铝分别与等物质的量的强酸和强碱溶液反应，若两种反应产生 H2 的体积之比为 < <1，3 V H2 NaOH
则说明与酸反应时，Al 过量、H＋不足；而与碱反应时，Al 不足、OH－过量。
(3)能与铝反应生成 H2的溶液，可能是酸性溶液，也可能是碱性溶液。
(4)等质量的铝与足量的酸或碱溶液反应，生成 H2的量相同。
(5)等物质的量的酸和碱与足量的铝反应，生成 H2的量由酸和碱的物质的量决定。
点拨·能力培养
1．下列关于铝的化合物的说法错误的是(　　)
A．氧化铝俗名为刚玉，是高温耐火材料
B．KAl(SO4)2·12H2O 溶于水可形成 Al(OH)3胶体，可以净水
C．Al3＋和[Al(OH)4]－两种离子不能大量共存于同一溶液中
D．将 AlCl 3＋3溶液滴入浓氨水中的离子方程式：Al ＋4NH3·H2O===[Al(OH) － ＋4] ＋4NH4
真题·明考向
1．（2023·浙江·高考真题）物质的性质决定用途，下列两者对应关系不正确的是
A．铝有强还原性，可用于制作门窗框架
B．氧化钙易吸水，可用作干燥剂
C．维生素 C 具有还原性，可用作食品抗氧化剂
D．过氧化钠能与二氧化碳反应生成氧气，可作潜水艇中的供氧剂
2．（2021·浙江·高考真题）下列说法不正确的是
A．铁粉与氧化铝发生的铝热反应可用于焊接铁轨
B．镁燃烧会发出耀眼的白光，可用于制造信号弹和焰火
C．熟石膏与水混合成糊状后能很快凝固，常用于制作模型和医疗石膏绷带
D．工业上可用氨水消除燃煤烟气中的二氧化硫
演练·提能力
1．镁铝合金质优体轻，又不易锈蚀，被大量用于航空工业、造船工业、日用化工等领域。下列关于镁铝合
金性质的叙述中，正确的是(　　)
A．此合金的熔点比镁和铝的熔点都高
B．此合金能全部溶解于稀盐酸中
C．此合金能全部溶解于氢氧化钠溶液中
D．此合金的硬度比镁和铝的硬度都小
2．（2019·天津·高考真题）下列有关金属及其化合物的不合理的是
A．将废铁屑加入FeCl2 溶液中，可用于除去工业废气中的Cl2
B．铝中添加适量锂，制得低密度、高强度的铝合金，可用于航空工业
C．盐碱地（含较多Na2CO3等）不利于作物生长，可施加熟石灰进行改良
D．无水CoCl2呈蓝色，吸水会变为粉红色，可用于判断变色硅胶是否吸水
3．地球上的金属矿物资源是有限的，强力推进“富矿精开”显得尤为重要，下图是由某铝土矿(主要成分为
Al2O3 )冶炼铝的流程示意图(部分设备和原料已省略)，下列说法正确的是
电解
A．电解的方程式为Al2O3 2Al + O3
冰晶石
B．该铝土矿中Al2O3的质量分数为 50%
C．该流程电解铝过程中铝的损失率约为 5.6%
D．该流程能耗是回收铝质饮料罐得到铝能耗的约 3% 5%
4． 下列常见金属的冶炼原理不合理的是
电解
A．电解法冶炼金属铝： 2AlCl3(熔融) 2Al+3Cl2↑
电解
B．电解法冶炼金属钠： 2NaCl(熔融) 2Na+Cl2
D
C．加热法冶炼金属汞： 2HgO 2Hg+O2
高温
D．热还原法冶炼金属铁：Fe2O3 +3CO 2Fe+3CO2
5． 金属的冶炼体现了人类文明的发展历程，下列关于金属冶炼的说法不正确的是
A．不活泼金属如铂、金等，在自然界中可以以单质的形态存在，可以采用物理方法提纯
B．高炉炼铁原料为石灰石、焦炭和赤铁矿，是利用碳单质还原 Fe2O3的反应产生纯铁
C．冶炼金属铝时要加入冰晶石，其目的是降低氧化铝的熔点
D．电解熔融的 NaCl 获得金属 Na
6． 足量下列物质与相同质量的铝反应，放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是
A．氢氧化钠溶液 B．稀硫酸 C．盐酸 D．稀硝酸
7．（2022·海南·高考真题）依据下列实验，预测的实验现象正确的是
选项 实验内容 预测的实验现象
A MgCl2 溶液中滴加 NaOH 溶液至过量 产生白色沉淀后沉淀消失
B FeCl2 溶液中滴加 KSCN 溶液 溶液变血红色
C AgI 悬浊液中滴加 NaCl 溶液至过量 黄色沉淀全部转化为白色沉淀
D 酸性KMnO4 溶液中滴加乙醇至过量 溶液紫红色褪去
A．A B．B C．C D．D
8． 有一镁铝合金共 21 g，把其加入 1 L 5 mol L -1的盐酸中，共收集到标准状况下的气体 22.4 L，下列说法
正确的是(不考虑溶液体积的变化和盐酸的挥发)
A． n Al :n Mg =3:2
B．反应后溶液中的 c HCl =3 mol L -1
C．上述反应中仅涉及 2 种基本反应类型的反应
D．常温下，该合金能完全溶解在足量的 NaOH 溶液中
9．工业上由黄铜矿(主要成分为 CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下：
(1)气体 A 中的大气污染物可选用下列试剂中的______(填字母)吸收。
a．浓硫酸 b．稀硝酸
c．NaOH 溶液 d．氨水
(2)由泡铜冶炼粗铜的化学方程式为_______________________________________________。
(3)以 CuSO4 溶液为电解质溶液进行粗铜(含 Al、Zn、Ag、Pt、Au 等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是
________(填字母)。
a．电能全部转化为化学能
b．粗铜接电源正极，发生氧化反应
c．溶液中 Cu2＋向阳极移动
d．从阳极泥中可回收 Ag、Pt、Au 等金属
(4)利用反应 2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O 可制备 CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反
应式为_________________________________________________。
== === 10．铝是中学化学学习阶段的唯一一种既能与酸(非氧化性酸)反应又能与强碱溶液反应放出 H2 的
金属，就铝的这一特殊性质，回答下列问题：
(1)等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，所得 H2的体积之比是________。
(2)足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的盐酸和氢氧化钠溶液中，产生 H2 的体积之比是
________________________________________________________________。
(3)足量的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓度的 HCl、NaOH 溶液中，二者产生的 H2相等，则 HCl
和 NaOH 的物质的量浓度之比是____________。
(4)甲、乙两烧杯中各盛有 100 mL 3 mol·L－1 的盐酸和 NaOH 溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反
应 结 束 后 ， 测 得 生 成 的 气 体 体 积 比 为 V( 甲 )∶V( 乙 ) ＝ 1∶2 ， 则 加 入 铝 粉 的 质 量 为
_______________________________________________________________(填字母)。
A．5.4 g B．3.6 g C．2.7 g D．1.8 g
11．从海水中提取镁的工艺流程如图所示：
回答下列问题：
(1)海水通过结晶、过滤得到的固体物质主要是________(填化学式)。
(2)怎样使 MgCl2·6H2O 失去晶体水，得到 MgCl2
________________________________________________________________________。
(3)上述工艺流程涉及到的四大基本反应类型有
________________________________________________________________________。
(4)写出电解熔融 MgCl2的电极反应式：______________________________________。
12．利用铝灰(主要成分为 Al、Al2O3、AlN、FeO 等)制备铝鞣剂[主要成分为 Al(OH)2Cl]的一种工艺如下：
(1) 气体 A 能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。铝灰在 90 ℃时水解生成 A 的化学方程式为
_______________________________________________________________________________，“水解”采用
90 ℃而不在室温下进行的原因是_____________________________________。
(2)“酸溶”时，Al2O3发生反应的离子方程式为____________________________________。
(3)“氧化”时，发生反应的离子方程式为_________________________________________。
(4)“废渣”的成分为____________(填化学式)。
(5)采用喷雾干燥而不用蒸发的原因是_____________________________________________。
13．铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为 Al2O3，含 SiO2和 Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺
流程如下：
注：SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。
(1)“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为： 。
(2)向“过滤 I”所得滤液中加入 NaHCO3溶液，溶液的 pH (填“增大”“不变”或“减小”)，发生反应的化
学方程式是 。
(3)“电解 I”是电解熔融 Al2O3，电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是 ，应该采取的措施
是 。
(4)电解熔融 Al2O3制备铝不用氯化铝的原因是 。
(5)铝粉在 1000℃时可与 N2 反应制备 AlN。在铝粉中添加少量 NH4Cl 固体并充分混合，有利于 AlN 的制备，
其主要原因是 。
14．镁及其合金是一种用途很广的金属材料，目前世界上 60%的镁是从海水中提取的，从海水制备金属
镁的流程如图所示：
(1)母液中除含有大量 MgCl2，还可能含有少量 NaCl，检测其中含钠元素的实验方法是 (填实验方
法名称)。
(2)由母液制得的 Mg(OH)2中混有 Ca(OH)2，向其中加入过量 MgCl2溶液，经充一系列操作可得较为纯净的
Mg(OH)2，写出该反应的化学反应方程式： 。
(3)己知工业上用 CaO 和水反应获得石灰乳，用电解饱和食盐水获得 NaOH。请说明，工业上制 Mg(OH)2用
石灰乳而不用 NaOH 和澄清石灰水的原因是： 。
(4)写出电解熔融 MgCl2制金属镁的化学方程式 。
(5)重结晶得到精盐的步骤有：溶解、 、 、洗涤、干燥(填写操作名称)。
(6)下列说法正确的是___________。
A．从海水到脱水后的氯化镁，是一个富集镁的过程
B．通过过滤操作得到 Mg(OH)2
C．得到 MgCl2·6H2O 可以通过蒸发结晶
D．海水提镁的过程涉及的均是非氧化还原反应

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